Aulas do Professor Mota em PDF

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PROCESSAMENTO DE MATERIAIS - MT
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNANBUCO
1
Prof.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota
Engenheiro Mecânico e Metalúrgico
BIBLIOGRAFIA:
• CALLISTER, Jr.,William D. Ciência e Engenharia de Materiais:Uma Introdução. 
Rio de Janeiro, LTC, 2008.
• DIETER, George E. Mechanical Metallurgy. McGraw-Hill,1961
• MOTA, Antonio Fernando de Carvalho. Notas de aulas do Docente: 
Site: afcm.poli.br
• Sites: www.cimm.com.br
• www.puc-rio.br
• www.materia.coppe.ufrj.br
• www.labsolda.ufsc.br
DOYLE
Soldagem, Fundamentos 
e Tecnologia.
Modenesi. Editora UFMG
HOMEPAGE DA DISCIPLINA
3
“Note bem, a leitura destes apontamentos não
dispensa de modo algum a leitura atenta da
bibliografia principal da cadeira”.
afcm.poli.br
MATERIAIS DIDÁTICOS
PROCESSAMENTO DE MATERIAIS 16.2 
(EM CONSTRUÇÃO) 
Fundamentals of Modern Manufacturing
A ENGENHARIA DO PRODUTO
BENS INTERMEDIÁRIOS:
(chapas, tubos, perfis)
BENS DE CAPITAL:
(navios, turbinas, caldeiras, vasos de pressão, torno 
mecânico, máquina de solda, aerogeradores, etc )
BENS DE CONSUMO DURÁVEIS:
(automóveis, eletrodomésticos)
Processos de Fabricação
(AGREGAR VALORES)
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
• Metais
• Cerâmicas
• Polímeros
• Compósitos
• Semicondutores
• Biomateriais (Mat.s Biocompatíveis)
CLASSIFICAÇÃO 
TRADICIONAL
Máxima eficiência
Quem segura um avião-caça que toca o convés de um
porta-aviões a 240 km/h e tem que parar em menos de
cem metros?
O porta-aviões nuclear 
“USS George Washington”
Discos perfurados
Resp.: Os Discos de Cerâmica
METAIS MAIS CONHECIDOS
• Aço
• Latão
• Bronze
• Alumínio
CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAS METÁLICAS
LIGAS 
METÁLICAS
FERROSAS NÃO-FERROSAS
AÇOS FERROS FUNDIDOS
Aços de Baixo Carbono: C< 0,25%
Aços de Médio Carbono:0,25% < C < 0,60%
Aços de Alto Carbono: 0,60% < C < 1,40
Aços especiais
O QUE SÃO ELEMENTOS DE LIGA?
São os elementos formadores das ligas metálicas. 
OuroAço inoxidável
Bronze
Aços especiais: Cr-Ni-Mo
SOLUÇÕES SÓLIDAS
1- SUBSTITUCIONAIS: os átomos do soluto (impureza) tomam 
o lugar dos átomos do solvente.
– Exemplo: Cu + Zn. 
Cobre
Zinco
QUAIS OS TIPOS DE SOLUÇOES SÓLIDAS?
É um sólido constituído de dois ou mais elementos dispersos 
atomicamente em uma única fase.
2- INTERSTICIAIS: os átomos de impureza ocupam os 
interstícios entre os átomos do solvente. O raio atômico do 
soluto deve ser substancialmente menor do que o do solvente. 
Concentração máxima: <10%. 
– Exemplo: Fe-α + C (FERRITA). Ferro
Carbono
Ex. Ni no Cu
RNi = 1,246 A
RCu = 1,278 A
Ex. C no Fe
RFe = 1,241 A (solvente)
RC = 0,77 A (sóluto)
Cromo (Cr): Forma carbonetos.
Tungstênio (w): Forma carbonetos muito duros.
Molibdênio (Mo): Influência na estabilização do carboneto.
Vanádio (V): Forma carbetos que são estáveis a altas temperaturas.
. 
QUAIS OS ELEMENTOS DE LIGA FORMADORES 
DE CARBONETO?
QUAIS OS ELEMENTOS DE LIGA NÃO 
FORMADORES DE CARBONETO?
Silício;
Manganês; 
Níquel; 
Cobre; 
Cobalto.
SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS
SAE (Society Automotive Engineers) e ABNT
ABNT- NBR 6006 – Classificação por composição química de aços para 
construção mecânica. XX = teor de carbono em 0,01%
10XX → Aços-carbono de uso geral
11XX → Aços de fácil usinagem, com enxofre
13XX → Manganês (1,75%)
40XX → Molibdênio (0,25%)
43XX → Níquel(1,8%), Cromo (0,8%) e Molibdênio (0,25%)
51XX → Cromo (0,8-1,05%)
86XX → Níquel (0,55%), Cromo (0,5%) e Molibdênio (0,2%)
98XX → Níquel (1,0%), Cromo (0,8%) e Molibdênio (0,25%)
13
SELEÇÃO DE MATERIAL
14
motor turbinado
LIGAS FERROSAS
Ferros Fundidos: Carbono > 2,1% peso
TIPOS DE FERROS FUNDIDOS COMERCIAIS:
 Ferro fundido branco
 Ferro fundido cinzento
 Ferro fundido mesclado
 Ferro fundido maleável
 Ferro fundido nodular
 Ferro fundido vermicular
PROPRIEDADES
MECÂNICAS
MICROESTRUTURAS
PROCESSAMENTO
(COMPOSIÇÃO E TAXA 
DE RESFRIAMENTO)
AVALIAÇÃO: NO DIAGRAMA DE FASES 
Fe-Fe3C QUAL O TIPO DE FOFO?
32- Petrobrás-2011
Todos os elementos de liga comumente utilizados 
nos aços aumentam a sua temperabilidade, 
EXCETO o
(A) cobalto.
(B) cromo.
(C) manganês.
(D) níquel.
(E) silício.
AVALIAÇÃO
AVALIAÇÃO
AVALIAÇÁO
Quais dos materiais de Ferramentas abaixo é 
indicado para usinagem de Aços Endurecidos?
( ) Aço Rápido;
( ) Metal Duro;
( ) Cerâmica;
( ) CBN;
( ) Diamante.
AVALIAÇÃO CHÃO DE FÁBRICA
Quais os processos de fabricação utilizados na ?
Bobina de Chapa Fundida
FUNDINÇÃO 
DE ALUMÍNIO
LAMINAÇÃO 
DE ALUMÍNIO
EXTRUSÃO 
DE ALUMÍNIO
Esquadrias de Alumínio Portão Búzios
Embalagem Tetra Pak Folhas até 6.3 µm
Casting
AS RODAS FORJADAS DE ALUMÍNIO
A Alcoa é a única fabricante de rodas forjadas de 
alumínio do mundo e equipa veículos fabricados nas 
mais importantes montadoras. 
AVALIAÇÃO CHÃO DE FÁBRICA
Quais os processos de fabricação utilizados na ?
USINA 
SEMI-INTEGRADA
Aciaria
Forno Elétrico
Lingotes 
Sucata Gusa 
Vergalhões
Pregos 
Treliça
Telas
Corte e Dobra
Laminação 
Fio Máquina
PROCESSOS E PRODUTOS DA SIDERÚRGICA GUEDAU
Arame FarpadoTrefila 
Força 
Quais os processos de fabricação utilizados na ?
AVALIAÇÃO CHÃO DE FÁBRICA
Unidade Jaboatão dos Guararapes
A Máquinas Piratininga fabrica
equipamentos de bens de capital sob
encomenda com tecnologia própria ou
conforme o projeto do cliente, atuando
em diversos setores.
BENS DE CAPITAL PRODUZIDOS NA MÁQUINAS PIRATININGA 
Forno rotativo para calcário
Reator de recuperação de fluoreto
Secador/Resfriador
Cristalizador
Calandra
EQUIPAMENTOS DA MÁQUINA PIRATININGA - CALDEIRARIA
Corte CNC
Corte Plasma Serra Automática Serra 
Torno Horizontal
Quais os processos de fabricação utilizados na ?
AVALIAÇÃO CHÃO DE FÁBRICA
Garantia de Qualidade
MUSASHE - Apresentação da empresa 
Principais clientes:
Localização : Igarassu - PE
Funcionários : 1200 diretos
Produção média : 2.700.000 peças / mês
SILÍCIO
- Auxilia na desoxidação e na grafitização. 
- Aumenta a fluidez.
- Aumento da resistência à oxidação em temperaturas 
elevadas.
Melhora a temperabilidade e a resistência à tração.
 Aplicações: Aços com alto teor de carbono. Aços 
para fundição em areia.
 Produtos: Peças fundidas.
Válvula redutora de pressão com aço silícioChapas de aço silício
Influência dos elementos
Elementos de liga:
SILÍCIO
• É um agente desoxidante na produção do aço. 
• Aumenta a resistência à corrosão e a resistência à 
tração, mas prejudica a soldagem. 
• O silício aumenta significativamente a resistividade 
elétrica do aço e, por isso, aços com silício são 
amplamente usados em núcleos magnéticos (motores, 
transformadores, etc) devido às menores perdas com as 
correntes parasitas que se formam.
Silício 
O Br-800 tinha um motor fundido em liga de alumínio-silício
Fabricada com material de liga leve e silício é 
também endurecida com tratamento de níquel
Gurgel Guerreiro –
Fazenda Santa Rosa 
17/06/2012
Dois cilindros opostos
0.8l – 120km/h - 25 km/l
Motor sem correias e nem
distribuidor
Fábrica fechada a 11anos
GURGEL. UMA HISTÓRIA DE FIBRA
Os motores que equipam os veículos BR-800, possuem ainda 
características únicas, que os tornam extremamente econômicos, e de 
grande simplicidade de manutenção.
O Sistema de ignição é totalmente comandado por um módulo 
eletrônico, que elimina o distribuidor convencional, o qual é substituído 
por sensores magnéticos, localizados no volante do motor. Desta 
forma, o sistema convencional de acionamento mecânico do 
distribuidor é dispensado.
Todos os agregados do motor, alternador, bomba d’água e bomba de 
óleo, são acionados diretamente pelo motor, dispensando a utilização 
de correias de acionamento.
BR-800
PROJETO DE UM ESTUDANTE VISIONÁRIO - PROJETO DE FORMATURA 1949
JOÂO CONRADO DO AMARAL GURGEL – PRODUZIU 40.000 VEÍCULOS
“O SONHO DE CARRO GENUINAMENTE BRASILEIRO AINDA NÃO ACABOU”
PROF. MOTA
O chassi era uma união de plástico e aço (projeto patenteado pela Gurgel 
desde o início de sua aplicação, denominado Plasteel)
XavanteX12 TL
Calço hidráulico
MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA
ÓRGÃOS MOVEIS:
Biela
Pistão
Virabrequim
BLOCO
CÁRTER
ÓRGÃOS FIXOS:
CABEÇOTE
Motor do BMW M6
( A ) Polia do Virabrequim.
( B) Alternador.
( C) Bomba d’água.
( D) Bomba da direção
hidráulica.
( E) Compressor do 
ar condicionado.
( F) Polias tensoras.
( G) Correia poly-v.A
C
B
D
E
F
G
AVALIAÇÃO
38
PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO DA ACESITA
O que é Aço? – O que é Aço Inoxidável?
L
l
AÇO INOX. = FERRO + CARBONO + CROMO + NÍQUEL 
MAIS MALEÁVEL
AÇO INOX. = FERRO + CARBONO + CROMO (11% MIN.) 
BÁSICO
AÇO = FERRO + CARBONO
39
Tem Inox. No petróleo?
•Descoberto em 1912 pelo inglês Harry Brearly.
• Liga FERRO-CROMO
•“Stainless Steel” – aços sem manchas – não era 
atacado ( ou “manchado” ) quando submetido aos 
ataques metalográficos. 
40
PRINCIPAIS ATRIBUTOS DO AÇO INOX.
 Alta durabilidade
 Alta resistência à corrosão
 Resistência mecânico adequada
 Higiênico, fácil de limpar 
(baixa rugosidade)
 Não contamina os alientos
via bactérias ou “pick-up”
 Visual marcante e moderno
 Facilidade de conformação e 
união
 Acabamentos superficiais variados 
– lixados, polidos e decorados
41
TIPOS DE AÇOS INOXIDÁVEIS
AUSTENÍTICOMARTENSÍTICOFERRÍTICO
JOALHERIA
AVALIÇÃO: QUAIS OS TIPOS DE AÇOS INOXIDAVEIS?
(a) Austeníticos (Fe, Cr, Ni) → Não endurecíveis por TT (AISI 304)
(b) Ferríticos (Fe, Cr) → Não endurecíveis por TT (AISI 409)
(c) Martensíticos (Fe, Cr) → Endurecidos por TT (AISI 420)
Qual o tipo mais importante? Identifique o tipo de aço 
inoxidável baixo 
( ) Turbina à Gás
( ) paquímetro
( ) Vasos de Pressão
( ) Bisturi
( ) Moedas
QUAL A DIFICULDADE DA SOLDAGEM DE AÇOS INOXIDÁVEIS?
RESPOSTA:
TRINCA A QUENTE.
COMO SE PODE EVITAR?
RESPOSTA:
Uso do Diagrama de Schaeffler
para a seleção do eletrodo.
44
44
SOLDAGEM DOS AÇOS INOXIDÁVEIS
(CONSULTORIA)
TIG
ARAME TUBULAR
ELETRODO REVESTIDO
ESTRATEGIA ECONÔMICA:
Substituição do TIG e do MIG 
pelo 
ELETRODO REVESTIDO
e ARAME TUBULAR.
Com o uso de elementos
carburígenos foi possível
substituir o argônio pelo 
Gás carbónico (CO2)
SEMI-CONDUTORES 
Materiais semicondutores apresentam
propriedades elétricas que são
intermediárias entre metais e isolantes.
Além disso, as características elétricas
são extremamente sensíveis à presença
de pequenas quantidades de impurezas
(dopagem), cuja concentração pode ser
controlada em pequenas regiões do 
material (para formar as junções p-n)
Dopagem em materiais semicondutores para controlar a 
condutividade
• Apenas uma pequena fração dos sítios atômicos são imperfeitos
Menos de 1 em 1 milhão
• Menos sendo poucos eles influenciam muito nas propriedades dos 
materiais e nem sempre de forma negativa
Aceitadores Si (4) e B (3)
Doadores Si (4) e P (5)
INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA
Processos de conformação plástica
48
Laminação
Trefilação
Forjamento Extrusão
PROCESSOS DE USINAGEM
Usinagem
Torneamento
LaminaçãoAciaria
Lingotes
PeçaMatéria-prima
Barras de aço
Propriedade Mecânica é o comportamento do 
metal quando submetido a esforços mecânicos.
Exemplos de Propriedades Mecânicas:
 Resistência mecânica;
 Elasticidade;
 Ductilidade; 
 Tenacidade;
 Dureza;
 Fluência.
PROPRIEDADES MECÂNICAS
AVALIAÇÃO
51
a- Como se determina a Resistência?
b- Como se determina a Rigidez?
c- Como se determina a Ductilidade?
Resp. a) LE = Q/So e LR = Qmáx./So.
b) E = σ/ε; onde: σ = Q/So e ε = ∆l/lo.
c) Alongamento, A(%) = (lf – lo) 100/lo.
LE
LR
A
A soldagem de alumínio requer cuidados especiais, 
principalmente pelo fato do alumínio criar uma camada de óxido 
refratário em sua superfície quando em contato com o oxigênio, 
esta camada tem ponto de fusão em torno de 2000°C (sendo a do 
alumínio de 660°C). 
Reação com oxigênio do ar, fina película (0,02μm), fortemente 
aderente, compacta e refratária.
Tf Alumínio = 660ºC
Tf Al2O3 = 2000ºC
AVALIAÇÃO: QUAL A DIFICULDADE DA SOLDAGEM 
DO ALUMÍNIO?
PROCESSOS DE SOLDAGEM DO ALUMÍNIO
Soldagem TIG 
Soldagem MIG no Alumínio
54
TÉCNICA OPERATÓRIA DE SOLDAGEM DO ALUMÍNIO COM TIG
QUAIS OS MATERIAIS UTILIZADOS EM 
ESTAMPOS E MATRIZES?
CONFORMAÇÃO DE PEÇAS AUTOMOTIVAS
Sem aquecimento
(A frio)
Com aquecimento
(A quente)
USINA SIDERÚRGICA
Preparação
da carga
Redução Refino Lingotamento Laminação 
Fonte: http://www.ibs.org.br/siderurgia_usos_fluxo.asp
A SOLDAGEM EQUIVALE A UMA MINI ACIARIA
Adição de Ferro-Liga: Fe-Mo, Fe-Mn, Fe-Cr, Fe-Ni
ACIARIA
(FORNO ELÉTRICO)
SOLDAGEM
(ELETRODO REVESTIDO)
Mudanças microestrurais do aço e descontinuidades:
Chapa laminada 
com qualidade comprovada
União soldada com descontinuidades e 
possíveis defeitos : trincas, decoesão 
lamelar, falta de fusão, falta de 
penetração, inclusão de escória, 
mordeduras, deformações e outros
mordedura
trinca Deformação angular
Efervescente, Semi-acalmado e Acalmado.
vazios
Dendritas
Lingote da aciaria
Estrutura bruta de fusão
trinca
Direção de Laminação
Deformação angularDecoesão Lamelar
60
CONSTRUÇÃO NAVAL
Avaliação:
O que é Carbono Equivalente?
VERGALHÃO GG-50 → SOLDÁVEL – THERMEX (TEMPCORE)
• O GG-50 Soldável é um vergalhão, do tipo CA50-A, obtido da 
laminação a quente de tarugo de aço produzido em lingotamento 
contínuo. Após último passe de laminação, o produto é submetido a 
um resfriamento à água capaz de reduzir bruscamente a 
temperatura da superfície (fig. A).
• O núcleo da barra permanece suficientemente quente para 
reaquecer a superfície endurecida e promover o seu revenimento
(fig.B).
• O resultado final é um produto com núcleo tenaz e superfície 
temperada e revenida, de alta resistência mecânica e excelente 
ductilidade (fig.C)
(A) (B) (C)
Laminador Resfriamento Produto
acabado
A recent Thermex
installation in India
QUALIDADES DO GG-50 EM RELAÇÃO AO CA50A
Ensaio de tração – Fonte Gerdau – NBR 7480/2007
SOLDABILIDADE
PROCESSO DE SOLDAGEM/TIPO DE JUNTA
Soldagem por resistência elétrica
(caldeamento)
Eletrodo revestido/ junta sobreposta
Eletrodo revestido/ junta justaposta
DOBRAMENT
O
∅ Pino 1 x bitola
∅ Pino 4 x bitola
(NBR 7480/85)
Aço destinado a armaduras para estruturas de concreto armado - Especificação
Faixa Química para CA50 e GG-50 SOLDÁVEL
Espectrômetro 
MECANISMOS DE ENDURECIMENTO 
(VARIÁVEIS METALÚRGICAS)
1- Endurecimento por Solução Sólida
(Sólid-Solition Hardening)
2- Endurecimento por Deformação Plástica a Frio
(Strain Hardening)
3- Endurecimento por refino de grão 
(Grain Refining)
Eq. Hall e Petch:
σe = σ0 + ky.d-1/2
4 – Endurecimento por reação Martensítica
(MARTENSITE REACTIONS)
5- Endurecimento devido a partículas finas ou 
Envelhecimento (Precipitation Hardening)
65
SOLUÇÕES TECNOLOGICAS EM AÇO 
E DE CONSTRUÇÃO NAVAL 
Data : 23 de setembro de 2010
Local: Auditório Newton Maia –CTG/UFPE
LAMINAÇÃO CONTROLADA COM RESFRAMENTO ACELERADO
67
68
Ceq
Strength
Welding
Properties Conventional TMCP
Steel
CE = C + (Mn)/6 + (Cr+Mo+V)/5
+ (Ni+Cu)/15
Influência do Carbono Equivalente
O TMCP permite a produção de aços de alta resistência mecânica e alta 
performance em termos de soldagem devido ao menor carbono equivalente.
A TECNOLOGIA CLC USIMINAS U
A denominação IF, provém do fato do aço não ter átomos de carbono 
e nitrogênio livres para migrarem pelos interstícios da rede cristalina 
de átomos de ferro.
Essa característica do aço é obtida basicamente por grande redução 
do teor de carbono e adição de elementos formadores de 
carbonitretos estáveis tais como titânio e nióbio.
AÇOS IF (Intersticial Free) (Livres de Interstícios)
átomo
intersticial
átomo
substitucional
CBMM (Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração), Araxá, Minas Gerais
Os aços microligados ao nióbio aumentam simultaneamente a 
resistência e tenacidade do aço, tornando as estruturas dos automóveis 
mais leves e mesmo assim aumentando a segurança no caso de 
colisão.
Uma quantidade mínima de 300 gramas de nióbio em um carro médio 
é capaz de reduzir seu peso em 200 quilogramas, possibilitando 
economia de um litro de combustível a cada 200 quilômetros rodados, 
com muito menos emissões de gases
A tecnologia do aço contendo nióbio viabiliza 
o conceito de carros leves do futuro
Ilustração gráfica de 
diferentes tipos de aço 
utilizados em um veículo 
de passageiros
Visite a Biblioteca Técnica 
do Nióbio da CBMM
carboneto 
de nióbio
Aços TRIP (Transformation Induced Plasticity) 
(Aços de alta resistência e estampabilidade, usados na industria automotiva) 
No primeiro Tratamento Termomecânico a laminação a quente é encerrada 
com resfriamento controlado até região intercrítica, entre A3 e A1, 
ocorrendo a precipitação da Ferrita com a Austenita, dual phase (DP).
No segundo Tratamento Termomecânico, a partir da região intercrítica, o 
resfriamento acelerado Transforma parte da Austenita em Bainita.
Nestes aços, a composição química e a quantidade da Austenita
Retida são ajustadas para que ocorra transformação Martensitica
durante a deformação (Transformação Induzida por Deformação Plástica).
O material começa a se apresentar ferromagnético, devido a presença 
da Martensita.
γ
α
F
P
B
α
γ
LF
LQ
Tempo
M
DP
TRIP
α
γ
A3
A1T
em
pe
ra
tu
ra
 
Laminação a quente (LM) seguindo de laminação a frio 
(LF) em região intercrítica,Tratamentos Termomecânicos 
com microestruturas complexas.
Fonte: Colpaert, Albertus. Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns.
Aços TRIP (Transformation Induced Plasticity) 
FORJADOS X FUNDIDOS
• Mais resistente
• Possuem microestrutura mais refinada
• Mais confiáveis (menos defeitos)
• Mais baratos para grandes lotes
• Suas plantas de produção são mais 
adaptáveis a diferentes produtos.
Morsa ou Torno de Bancada N 8 
200mm Ferro Fundido
R$ 14390
AÇO FORJADO X FERRO FUNDIDO
Morsa ou Torno De Bancada Aço 
Forjado N6 Profissional Forjasul
R$ 78790
5- QUAIS OS ELEMENTOS DE LIGA REFINADORES DE 
GRÃO?
DEVER DE CASA
1- QUAIS OS ELEMENTOS DE LIGA QUE AUMENTAM A 
RESISTENCIA EM ALTAS TEMPERATURAS?
2- QUAIS OS ELEMENTOS DE LIGA QUE AUMENTAM A 
RESISTENCIA EM BAIXAS TEMPERATURAS?
3- QUAIS OS ELEMENTOS DE LIGA QUE AUMENTAM A 
TEMPERABILIDADE DOS AÇOS?
4- QUAIS AS MICROESTRUTURAS NÃO PREVISTAS 
NO DIAGRAMA DE FASES Fe- Fe3C
6- QUAL A IMPORTÂNCIA DO REFINO DE GRÃO ?
7- QUAIS OS MECANISMOS DE ENDURECIMENTO DOS Aços de alta 
resistência e baixa liga, conhecidos pela sigla ARBL ?
http://www.infomet.com.br/
-
TREINAMENTO NA EMPRESA
DEVER DE CASA: QUAL O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PORCAS E PARAFUSOS?
Seleção de basquete dos EUA está hospedada 
em transatlântico na Rio-2016
O transatlântico Silver Cloud, construído pela Silversea, possui 129 suítes, 
sendo duas, gigantes, com 122 m² (foto: Silversea. com/Reprodução)
PROCESSAMENTO DE MATERIAIS
CONFORMAÇÃO DOS METAIS
(1ª AULA – INTRODUÇÃO/PROGRAMA/BIBLIOGRAFIA)
Prof. M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota
PROGRAMA
2
Fundamentos Metalúrgicos na Conformação Mecânica dos Metais. 
Principais Sistemas de Escorregamento nos Reticulados CFC, CCC e HC.
Tensões e Deformações.Tensões Principais. Deformação por 
Cisalhamento. Aplicações do Círculo de Mohr. 
Elasticidade e Plasticidade. Componente Hidrostática e Componente 
Desviadora. Critérios de Escoamento.
Influência da Temperatura em Processos de Conformação Mecânica de 
Metais.
Influência da Velocidade de Deformação em Processos de Conformação 
Mecânica de Metais.
Influência do Tamanho de Grão. Refino de Grão.
Laminação, Forjamento. Extrusão. Trefilação.
Ferramentas de Conformação de Chapas.
CLC (Continuos on Line Control), sistema patenteado pela NIPON STEEL 
Co, de produção de chapas grossas pelo processo TMPP, laminação 
termo-mecânica controlada combinada com o resfriamento acelerado. 
Chapa grossa micro-ligada, refinada, alta tenacidade e melhor 
soldabilidade para a indústria naval.
Práticas: Seminários.
Bibliografia Básica
• HELMAN H. e CETLIN P. R., Fundamentos da Conformação 
Mecânica dos Metais, Ed. Guanabara Dois.
• JORGE RODRIGUES.FERREIRA.Tecnologia Mecânica, Tecnologia 
da deformação Vol. I. Aplicações Industriais Vol.II. 
• Ricardo Artur Sanguinetti.Fundamentos Metalúrgicos e 
Mecânicos.Recife: Editora Universitária UFPE.
• CALLISTER, Jr.,William D. Ciência e Engenharia de Materiais:Uma Introdução. Rio 
de Janeiro, LTC, 2008.
• DIETER, G.E. Metalurgia Mecânica. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1981.
• Sites da Internet.
3
HOMEPAGE DA DISCIPLINA
4
Note bem, a leitura destes apontamentos não dispensa 
de modo algum a leitura atenta da bibliografia principal 
da cadeira.
afcm.poli.br
Prof. Antonio Fernando de Carvalho Mota, M.Sc. Eng
Conformação dos metais
usinagemlaminação
Processos mecânicos
(aplicações de tensões)
( σ )
Conformação por
deformação plástica
( LE < σ < LR )
(sem perda de material)
Conformação por
Usinagem
( σ >> LR)
(com retirada de cavaco)
Laminação
Trefilação 
Extrusão 
Forjamento 
Estampagem 
Torneamento 
Fresamento 
Planamento 
Retifícação 
Conformação dos metais
Processos metalúrgicos
(aplicação de temperaturas)
( T )
Conformação por 
solidificação
(T > Tfusão)
Conformação por 
sinterização
(T< Tfusão)
Fundição 
Lingotamento 
Soldagem 
Metalurgia do pó
PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO PLÁSTICA
7
LAMINAÇÃO
TREFILAÇÃO
FORJAMENTO
EXTRUSÃO
PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA
Estiramento 
Matriz
Repuxo Dobramento 
Corte por 
cisalhamento
Calandragem 
LAMINAÇÃO FORJAMENTO
PEÇA FORJADA
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
FUNDIÇÃO
ESTAMPAGEM EXTRUSÃO
TENSÃO AXIAL E TENSÃO DE CISALHAMENTO
σ = tensão axial
τ = tensão de cisalhamento
σ= E ε
τ = G γ
ei
xo
 tr
an
sv
er
sa
l
TENSÃO DE CISALHAMENTO
11
Tensão de Cisalhamento
τ= Fc/Sc
τmáx. = 1/2σ
Círculo de Mohr
Teste de cisalhamento duplo em uma barra.
Coeficiente de Poisson (υ)
O coeficiente de Poisson (υ) caracteriza a contração perpendicular 
à extensão longitudinal causada por uma tensão de tração
(a) Não tracionado (b) Tracionado
υ = - εx = - εy
εz εz
zz
εx = - ν εz
G = F/A0 = τ/γ
∆x/h γ
Tensão axial
σ = Eε
Módulo de elasticidade
E = σ/ε
Tensão de cisalhamento
τ = F/Ao
G = E / 2(1 + ν)
Deformação de cisalhamento
γ = tg θ
Módulo de cisalhamento
τ = Gγ → G = τ/γ
PROPRIEDADES MECÂNICAS
Deformação
ε = ∆l/lo
Avaliação:
Qual a relação entre G e E? 
υ = - εx = - εy
εz εz
Coeficiente de Poisson, υ
zz
DEMONSTRAÇÃO
G = E / 2(1 + ν)
• Rede CFC:
A Metalurgia da deformação – Sistemas de deslizamento 
(cisalhamento)
4 Planos {1 1 1} e 3 direções <1 1 0> 
12 sistemas de deslizamento 
(fácil).
• Rede CCC:
A Metalurgia da deformação – Sistemas de deslizamento 
(cisalhamento)
6 Planos {1 1 0} e 2 direções <1 1 1> 
12 sistemas de deslizamento fácil. 
• Rede HC:
A Metalurgia da deformação – Sistemas de deslizamento 
(cisalhamento)
1 Plano {0 0 0 1} e 3 direções <1 1 -2 0> 
3 sistemas de deslizamento fácil. 
O deslizamento de discordâncias é o mecanismo de 
deformação plástica mais comum nos materiais metálicos. 
Os sistemas primários de deslizamento de cada estrutura 
cristalina consistem nos planos mais compactos e direções 
mais compactas pertencentes a estes planos. Nos metais 
cúbicos de faces centradas o número de sistemas 
primários de deslizamento é:
(A) 24
(B) 48
(C) 3
(D) 12
(E) 10
ENGENHEIRO (ENSAIO DE MATERIAIS,
SOLDAGEM, TRATAMENTO TÉRMICO)
Avaliação: Quais os tipos de solicitações que 
dependem do Momento de Inércia?
Tração :
Compressão: 
Torção:
Cisalhamento:
Flexão:
ESTRUTURAS TUBULARES – MOMENTO DE INÉRCIA
20
Ligações em sistemas treliçados
com perfis tubulares
(aumento do Momento de Inércia)
Perfis I
Momento de Inércia:
Jx = ∫y2dA
Jy = ∫x2dA
O tubo tem a mesma 
área da barra, mas maior 
Momento Inércia.
Aeroporto Internacional dos Guararapes - PE
O MOMENTO DE INÉRCIA 
APLICADO NA FLEXÃO É O 
MESMO PLICADO NA TORÇÃO?
VAMOS PENSAR UM POUCO!
Momento de Inércia Polar e Áxial
22
J0 =∫r2ds =∫(x2 +y2)ds
J0 = Jx + Jy
se Jx = J y
J0 = 2Jx
Momento de Inércia Áxial (Flexão)
dA
x
y
r
r2 = x2 + y2
Momento de Inércia Polar (Torção)
MÁQUINA DE ENSAIO DE TRAÇÃO DA PUC MINAS
OBTENÇÃO DA CURVA TENSÃO X DEFORMAÇÃO ( CURVA DE ENGENHARIA)
Avaliação: O gráfico carga x deflexão obtido da máquina 
de tração é o mesmo de tensão x deformação?
σ = Q/So ε = ∆l/lo
σ
ε
DEFORMAÇÃO ELÁSTICA E PLÁSTICA
Tensão
Deformação
Rutura
Escoamento
Região de deformação plástica
Região de
deformação elástica
Tensão de rutura
Tensão de escoamento
Tensão máxima
Limite de resistência à tração = Tensão máxima
Deformação Plástica
Def.
Elástica
Limite de Elasticidade 
Limite de Proporcionalidade 
A
A’
Escoamento
Tensão
Deformação
ε
Sut Limite de Ruptura
Limite de Resistência
Sy
Fase Elástica Fase Plástica
B
C
DIAGRAMA TENSÃO X DEFORMAÇÃO
DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE ESCOAMENTO
27
Aço de baixo carbono Laminado a quente
LE= Qesc.
So
DIAGRAMA TENSÃO X DEFORMAÇÃO
TENSÃO DE ESCOAMENTO OU LIMITE DE ESCOAMENTO
É o valor de tensão para a qual o material inicia a deformação plástica
AVALIAÇÃO: TODOS OS METAIS APRESENTAM PATAMAR DE ESCOAMENTO?
Aços de baixo carbono laminado a quente Aços de médio carbono
CURVA TENSÃO X DEFORMAÇÃO
Tensões ↔ Deformações
σ = Eε
REGIÃO PLÁSTICA: DEF. ELÁSTICA + DEF. PLÁSTICA 
Calculo:
Deformação elástica máxima sem deformação plástica no aço ASTM A36 
(σadm = LE) 
σ = Eε ; ε = σ/E: Dados: LE = 250MPa; E = 210.000MPa
εLE = LE/E = 250MPa/210.000MPa = 0,00119 ≅ 0,12% ou 1,2mm/m
Comportamento σ x ε:
Avaliação: Para a tensão σF
Qual a deformação elástica e plástica?
HELMAN H. e CETLIN P. R., Fundamentos da Conformação 
Mecânica dos Metais, Ed. Guanabara Dois.
TENSÃO X DEFORMAÇÃO - ENSAIO DE TRAÇÃO
Estricção 
Região entre B e C:
Instabilidade 
Estricção
Concentração de tensão
Micro poros
Não utilizada
ENSAIO DE TRAÇÃO - DUCTILIDADE
 A ductilidade é a propriedade física dos materiais de 
suportar a deformação plástica, sob a ação de cargas, 
sem se romper ou fraturar.
• Cálculo da Ductilidade:
Pelo Alongamento
Pela Redução de Área
Obs.: Um material pouco dúctil é dito frágil. 
APLICAÇÃO DO ALONGAMENTO
Alongamento: A deformação plástica após a ruptura.
Calcular o alongamento sofrido por um CP de12 mm que, 
submetido a uma força axial de tração, ficou com 13,2 mm 
de comprimento.
• A = l f - l o = 13,2mm – 12mm = 0,1 mm/mm ou 10%
lo 12mm
0,1mm/mm indica que ocorreu uma deformação 
de 0,1mm por 1mm de dimensão do material.
33
A % = 100[comprimento final (lf) – comprimento inicial (l0)]
comprimento inicial (l0)
CÁLCULO DA DUCTILIDADE PELO ALONGAMENTO “A”
A = 2 ½” – 2” =1/2” = 0,5” = 0,25pol/pol ou 25%
2” 2” 2”
Cálculo da ductilidade pela Redução de Área ou Estricção
No caso de corpos de prova cilíndricos
S0 = πd02 e S f = πdf2
4 4
R.A. (%) = π/4 (d02 –df2)100 = (d02 – df2)100
π/4.d02 d02
REDUÇÃO DA ÁREA DA SEÇÃO
R.A.(%) = (S0 – Sf )100
S0
Cálculo da ductilidade pela Redução de Área ou Estricção
36
Método de determinação da estricção em corpos de prova retangulares
Para corpos de prova retangulares, a estricção é medida pela variação 
das dimensões transversais
ϕ = (So – Sf) 100
So
CÁLCULOS NO VERGALHÃO CONSTRUÇÃO CIVIL:“lo” E “SO”
37
Peso específico : ρ = 7,85kg/dm3 = 7,85g/cm3 = 7.85t/m3 = 7850kg/m3
Cálculo de Smédia (mm2) = Peso (g) x103 (kg/dm3/g/mm3)
comprimento (mm) 7,85kg/dm3
lo = 10 x bitola
Variação das Propriedades Mecânicas com o teor de carbono
38
ENSAIO DE TRAÇÃO
ENSAIO DE TRAÇÃO E TRATAMENTOS TERMICOS
39
Tensão
Temperado
Revenido
Recozido
Deformação 
MATRIAIS DÚCTEIS E FRÁGEIS
Alumínio
Cobre
Aços de baixo carbono
Concreto
Ferros fundidos
Dúctil Frágil CONCRETO (Frágil)
Dúctil – alta estricção) 
Frágil – sem estricção) 
ASTM = American Society for Testing and Materials
Fase 
elástica
Fase 
plástica
Fase de 
ruptura
Deformação, ε (%)
Te
ns
ão
, σ
(M
Pa
) 
LE
LR
RUP.
Pa
ta
m
ar
 d
e
es
co
am
en
to
En
cr
ua
m
en
to
 
Es
tri
cç
ão
(in
st
ab
ilid
ad
e)
A min. 20% em 200mm
400-550
Min. 250
CURVA TENSÃO X DEFORMAÇÃO
ENSAIO DE TRAÇÃO- AÇO ESTRUTURAL ASTM A 36
AVALIAÇÃO
42
a- Como se determina a Resistência?
b- Como se determina a Rigidez?
c- Como se determina a Ductilidade?
Resp. a) LE = Q/So e LR = Qmáx./So.
b) E = σ/ε; onde: σ = Q/So e ε = ∆l/lo.
c) Alongamento, A(%) = (lf – lo) 100/lo.
LE
LR
A
Ensaio de Tração dos aços conforme a ASTM 
Quais os Ensaios de Rotina ?
( ) Limite de Elasticidade
( ) Limite de Proporcionalidade
( ) Limite de Escoamento
( ) Limite de Resistência à Tração
( ) Limite de Ruptura
( ) Alongamento
( ) Rigidez
( ) Resiliência
( ) Tenacidade
ASTM = American Society for Testing and Materials
Máquina de Tração - Ensaios de Rotina
( ) Limite de Elasticidade
( ) Limite de Proporcionalidade
( x ) Limite de Escoamento
( x ) Limite de Resistência à Tração
( ) Limite de Ruptura
( x ) Alongamento
( ) Rigidez
( ) Resiliência
( ) Tenacidade
AVALIAÇÃO
Qual é a propriedade mecânica no ensaio de 
tração mais fácil de determinar e a mais precisa?
45
Máquina de Tração Universal
LR = Carga máxima
Área inicial
A Propriedade Mecânica mais rápida,
mais simples e mais precisa de ser 
obtida é o Limite de Resistência à 
Tração
LR
σ
ε
Por que?
Engineering Stress-Strain Curve
DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS À 
TRAÇÃO DE MATERIAIS METALICOS NBR- 6152 
48
NA PRÁTICA INGLÊS NBR- 6152
Deslocamento (∆l) - Alongamento 
Deformação(∆l/l0) Deformation Alongamento Percentual
Alongamento (A) Elongation Alongamento Percentual após a 
ruptura
Limite de Escoamento (LE) ou σr Yield Strength Limite de Escoamento
Limite de Resistência (LR) ou σt Tensile Strength Limite de Resistência à Tração
DIMENSIONAMENTO
σadm = Tensão admissível (que se admite possível)
PARA ESTRUTURAS METÁLICAS:
ABNT-NBR-8800 Cálculo e execução de estruturas de aço
σadm = LE/CS, onde CS (coeficiente de segurança) vale 1,7
σadm = LE/1,7 p/ o aço ASTM A36 → σ adm = 250MPa/1,7 = 147MPa 
σtrabalho ≤ σ adm
49
Para Vasos de Pressão, código ASME-American Society 
of Mechenical Engineens, materiais dúcteis e 
temperaturas dentro da faixa de fluência
Temp. de trabalho ≥ ½ Temp. de fusão do material, o 
menor dos seguintes valores: 
 LR/4 
 LE/1,6 
Tensão que causa uma deformação de 1% em 100.000 h
Turbina a vapor Esfera
TENSÃO ADMISSÍVEL
QUALIDADE ESTRUTURAL NAVAL
SHIPBUILDING STRUCTURAL QUALITY
Aplicadas em estruturas de navios, são chapas de aço especificadas pelo American Bureau 
of Shipping, Bureau Veritas, Lloyd’s Register, Germanisgher Lloyd e Det Norke Veritas.
• ESPECIFICAÇÃO FAIXA DE PROPRIEDADESMECÂNICAS / MECHANICAL PROPERTIES
• SPECIFICATION ESPESSURA AL –Elongation Dobramento 
(F)
• THICKNESS LE LR Valor Bend 
Test
• RANGE Yield Tensile Espessura Medida Min.
• (mm) Strenght Strenght Thickness Gauge Value Diâmetro
• (N/mm2) (N/mm2) (mm) Length (%)
• A-607 50 2,0 < E < 5,0 > 34O > 450 E < 2,46 50 20 2E (T) 
• E > 2,46 22
Efeito do encruamento no limite de 
escoamento de um material metálico
ε
Aplicação de tensão acima do LE (deformação plástica)
HELMAN H. e CETLIN P. R., Fundamentos da Conformação 
Mecânica dos Metais, Ed. Guanabara Dois.
Diagrama tensão versus 
deformação
com carregamento e 
descarregamento = ?
Efeito do encruamento no limite de 
escoamento de um material metálico
Tensão de Escoamento nos Processos de Conformação
Pag. 63
Você é uma pessoa resiliente?
Você já se questionou a respeito do seu nível de 
resiliência? 
Já observou atentamente a sua reação e o seu padrão de 
comportamento diante das dificuldades e das coisas que 
não saem exatamente do jeito que você planejou? 
Talvez essa seja uma boa oportunidade
Detalhe da curva tensão-deformação. 
(a) evidenciando o campo elástico e (b) evidenciando o campo plástico
GRAFÍCO TENSÃO DEFORMAÇÃO
(a) (b)
(RESILIÊNCIA) (TENACIDA)
Avaliação: Qual o melhor material?
CRASH TEST
• 48 km/h contra um contâiner de 70 toneladas, o que 
equivale a uma batida a 100 km/h em outro veículo.
• O modelo alemão suportou bem ao impacto: o 
habitáculo e os bonecos (dummies) continuaram 
intactos.
57
Dummies (Estúpidos)
Custa entre US$ 60 000 e US$ 80 000 
O dummy de carne e osso:
O primeiro dummy tinha sangue 
baiano, John Stapp, viveu no 
Brasil até os 12 anos e depois se 
tornou médico da Força Aérea dos 
Estados Unidos.
Aplicando testes contra se 
mesmo, Stapp desenvolveu cintos 
de Segurança e bancos ejetáveis 
para aviões. 
Em 1947, o dummy de carne e 
osso chegou a bater contra postes 
para ver o que acontecia
TENSÃO EFETIVA DE CISALHAMENTO – LEI DE SCHMID
σ = F/A0 = Tensão Axial
f = Fcos λ = Força de Cisalhamento
A0 = A.Cos ϕ = Seção Transversal
A = A/Cos ϕ
τ = f 
A
τ = f = F . Cos λ = F . Cos λ . Cos ϕ
A A0 / Cos ϕ A0
τ = σ . Cos λ . Cos ϕ
(Lei de Schmid)
59
A
F
F
Plano de 
escoamento
ϕ
ϕ
λ
A0
TENSÃO EFETIVA DE CISALHAMENTO 
 A Tensão de Cisalhamento, τ, varia de 0 a ½ da Tensão Axial, σ
 Quando a Tensão de Cisalhamento é máxima, a Tensão Axial é 
mínima.
 τmáx. = 1/2σ → quando λ = ϕ = 45º
 Casos especiais: τ = 0 → quando λ = 90° ou ϕ = 90°
τ resolvida = Fresolvida = F cos λ cos ϕ = σ cos λ cos ϕ
A resolvida Ao
NÃO DESLIZA QUANDO
cos λ. Cosφ = 0
τ = 0
APLICAÇÃO DO CÍRCULO DE MOHR 
ESTADO TRIAXIAL: σx σy σZ τ x τ y τ Z
b
a
c
Eixos principais:
Representação:
Tensões principais:
σb
σa
σc σa σb σc
a,b e c
Disciplina: Resistência dos Materiais II
Professora Orientadora: Eliane Maria
www.uff.br/resmatcivil/Downloads/ResMatII/esta
do_triaxial_de - -
CÍRCULO DE MOHR
σc
σa
b
τ MAX = σa - σc
2
c
σ
τ
0
a
σb
CÍRCULO DE MOHR PARA O ESTADO TRIPLO DE TENSÃO
σmáx. = -σmín. = σ1 - σ2 = raio
2
σ1 ≥ σ2 ≥ σ3
σ1
σ2
(b)
A adição de σ2 não altera a τ máx.
(a resistência a deformação 
plástica fica inalterada)
σ1σ3=0
τ
τmáx
σ2 
σ1
σ2
(a) σ1σ2 =σ3=0
τ
τmáx
Tração pura
σ3
σ1
σ2(d)
Já a adição de uma tensão σ3 de
compressão aumenta drasticamente
τ máx.
σ1
τ
σ2 
σ3
τmáx
Exemplos de círculo de Mohr para diferentes estados de tensão
σ3
σ1
σ2(c)
A adição de σ3 diminui a τ máx.τmáx
σ1
τ
σ3 σ2 
Trefilação de arames → Aprendi com meu gato que..
σ1
τ
σ
2 
σ3
τmáx
σ3
σ1
σ2
(d)
σ1
τ
σ2=σ3=0
Tração pura
τmáx.
Qual a diferença?
O estado de tensão
Resposta:
REPRESENTE NO CÍRCULO DE MOHR:
a) TRAÇÃO PURA
b) COMPRESSÃO PURA
c) CORTE PURO
a)
b)
TRAÇÃO PURA
COMPRESSÃO PURA
CORTE PURO
c)
67
AVALIAÇÃO:a- Quais os processos de conformação direta?
b- Quais os processos de conformação indireta?
ENSAIO DE TRAÇÃO REAL 
Fig. 4
TENSÕES E DEFORMAÇÕES REAIS
1º) Um arame de comprimento inicial 200,0mm 
é estirado de 20mm; após esta operação, sofre 
outro estiramento adicional de 50mm, obtendo-se 
um valor total de 70mm. 
Calcular ε e εR para cada etapa de deformação, 
sua soma, e comparar esta soma com valores 
obtidos para a deformação total.
APLICAÇÃO
Nomenclatura:
ε = Deformação convencional
εR = Deformação Real
εconv. ε Real ∆l (lo = 200mm)
1 ε1 = ∆l1/lo
ε1=20/200
ε1 = 0,10
εR1 = ln l/lo
εR1 = ln 220/200
εR1 = ln 1,22 = 0,0953
∆l1 = 20mm
∆l 2 = 50mm
∆l total = 70mm
εconv. ε Real ∆l (lo = 200mm)
1 ε1 = ∆l1/lo
ε1=20/200
ε1 = 0,10
εR1 = ln l/lo
εR1 = ln 220/200
εR1 = ln 1,22 = 0,0953
∆l1 = 20mm
2 ε2 = ∆l2/lo +∆l1
ε2 = 50/220
ε2 = 0,22
εR2 = ln l/l2 =ln l/lo+∆l1
εR2 = ln 270/220
εR2 = ln 1,2272 = 0,2047
∆l 2 = 50mm
∆l total = 70mm
εconv. ε Real ∆l (lo = 200mm)
1 ε1 = ∆l1/lo
ε1=20/200
ε1 = 0,10
εR1 = ln l/lo
εR1 = ln 220/200
εR1 = ln 1,22 = 0,0953
∆l1 = 20mm
2 ε2 = ∆l2/lo +∆l1
ε2 = 50/220
ε2 = 0,22
εR2 = ln l/l2 =ln l/lo+∆l1
εR2 = ln 270/220
εR2 = ln 1,2272 = 0,2047
∆l 2 = 50mm
Total εtotal = ∆l total/lo
εtotal = 70/200
εtotal = 0,35
εR total = ln l/lo
εR total = ln 270/200
εR total = ln 1,35 = 0,300
∆l total = 70mm
εconv. ε Real ∆l (lo = 200mm)
1 ε1 = ∆l1/lo
ε1=20/200
ε1 = 0,10
εR1 = ln l/lo
εR1 = ln 220/200
εR1 = ln 1,22 = 0,0953
∆l1 = 20mm
2 ε2 = ∆l2/lo +∆l1
ε2 = 50/220
ε2 = 0,22
εR2 = ln l/l2 =ln l/lo+∆l1
εR2 = ln 270/220
εR2 = ln 1,2272 = 0,2047
∆l 2 = 50mm
Total εtotal = ∆l total/lo
εtotal = 70/200
εtotal = 0,35
εR total = ln l/lo
εR total = ln 270/200
εR total = ln 1,35 = 0,300
∆l total = 70mm
εt ≠ ε1 + ε2
0,35 ≠ 0,1 + 0,22
0,35 ≠ 0,32 
εR total = εR1 + εR2
0,300 = 0,0953 + 0,2047
0,300 = 0,300 
Demonstrações em anexo
εReal = ln (ε + 1)
σReal = σ (ε + 1)
TENSÕES E DEFORMAÇÕES REAIS
CALCULO DA TENSÃO VERDADEIRA NA REGIÃO PLÁSTICA
Equação de Hollomon
σ = k. εn
k= coeficiente de resistência
n = coeficiente de encruamento
Equação de Ludwink
σ = σ0 + k. εn
1º) Uma barra de aço e uma barra de alumínio suportam uma carga 
de 453 kg. Se a área da seção transversal da barra de aço é de 645 
mm2. 
Qual deve ser a área da seção transversal da barra de alumínio 
para que a deformação elástica seja igual em ambos?
Dados: 
E aço = 21.000 kg/mm2
E alumínio = 7.500 kg/mm2. 
77
Alumínio 
Aço 
Exigência:
εAlumínio = ε Aço
EXERCÍCIOS
EXERCÍCIOS
2°) As duas barras abaixo são submetidas a
F= 30.000kg, sofrendo o 
mesmo Alongamento. As áreas de suas seções transversais são 
iguais. Qual parte da carga é suportada pelo Cu e qual pelo Al?
Dados: 
ECu = 11.000kg/mm2
EAl = 7.0000kg/mm2
F = 30.000kg
F
Cu Al
Dado construtivo:
εCu = εAl
ENSAIOS EM JUNTAS SOLDADAS
ENSAIO TRANSVERSAL ENSAIO LONGITUDINAL
ENSAIOS EM JUNTAS SOLDADAS
AVALIAÇÃO: 
QUAIS AS PROPRIEDADES MECÂNICAS 
DETERMINADAS EM JUNTAS SOLDADAS?
( ) Limite de Escoamento
( ) Limite de Resistência à Tração
( ) Alongamento
INFORMAÇÃO IMPORTANTE 
O LOCAL DA RUPTURA: ZTA, ZF OU MB
Preparação do CP tração:
Rompeu fora da solda:
Rompeu na solda:
Rompeu 
fora da solda:
EFICÊNCIA DE JUNTA
Eficiência de junta é a relação entre a resistência de 
uma junta e a resistência do metal de base:
EJ = Resistência da junta (ZF+ZL+ZAT+MB)
Resistência do Metal de Base (MB)
AVALIAÇÃO: COMPROVE QUE EJ ≤ 1
ARQUITETURA EM AÇO – PERFIS PARAFUSADOS OU SOLDADOS?
83
Lajes Stell-Deck
DEVER DE CASA: QUAL O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PORCAS E PARAFUSOS?
EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS
85
À esquerda célula de carga analógica e a direita a célula de carga 
com indicador digital usada no ensaio de tração mecânica
Para a realização do ensaio de tração são 
necessários os seguintes equipamentos:
a) Célula de carga de 600kgf analógica ou digital
ENSAIO DE TRAÇÃO
• Máquina Eletro-Mecânica • Máquina Servo-Hidráulica
Máquina e software de ensaio de tração
Máquina e software de ensaio de tração
Cortesia Gerdau Aços Longos S.A.
3- Ensaio de Tração; 
4- Medição dos comprimentos e 
larguras finais; 
5- Cálculo das deformações no 
comprimento e na largura dos 
corpos de prova; e 
6- Cálculo dos coeficientes de 
anisotropia (ν). 
Medidor ótico Mitutoyo TM do laboratório de metrologia do Departamento 
de Engenharia Mecânica da UFMG, equipado com micrômetro digital com 
resolução 0,001 mm. 
ANISOTROPIA
Para obter o coeficiente de anisotropia do material utilizado foi 
realizado ensaio de tração em seis corpos de prova, sendo dois 
coletados em cada direção de laminação: 0º, 45º e 90º.
MESTRADO: ANÁLISE DA FORMAÇÃO DE BANDAS DE CISALHAMENTO POR MEIO DE 
CORPOS DE PROVA DE TRAÇÃO ESPECIAIS - Árisson Carvalho de Araújo - UFMG
ENSAIO DE TRAÇÃO INSTRUMENTADO – PESQUISA DE MATERIAIS
OBRIGADO
TENSÕES E DEFORMAÇÕES REAIS
εR = ln l/lo (eq. 4)
Correlação entre deformações reais e convencionais:
ε = ∆l/lo
ε = l –lo/lo
ε = l/lo - 1
Ou
l/lo = 1 + ε
Aplicando o ln :
ln l/lo = ln (1 + ε)
Observando a (eq. 4), vem:
εR = ln (1+ ε) (eq. 5)
Correlação Tensão real e Tensão convencional
Considerando o volume constante durante a deformação plástica
So x lo = Si x l
Ou l/lo = So/Si 
εR = ln l/lo (eq. 4)Obs. A eq. 4 →
εR = ln (1 +ε) (eq. 5)Obs. A eq. 5: 
ln So/Si = ln (1 +ε)
Ou 
Si = So/(1 + ε) Da eq. 2: σR = Q/Si
σR = Q/So/(1+ε)
Mas, σ = Q/So
σR = σ (1+ε) (eq. 6)
εR = ln l/lo = ln So/Si 
ln So/Si = ln (1 +ε) 
Cristalografia dos Metais
Os átomos são unidades estruturais de todos os materiais. 
São de tamanho microscópico, cerca de 2 a 5 Å (angström).1 Å = 10-10m. 
Nanotecnologia: 1nm = 10-9m
Átomo de Bohr 
em 1913Átomo de Carbono 12
Quanto maior o raio atómico, menor a atração que o 
núcleo do átomo exerce sobre o elétron que vai adquirir.
GÁS LÍQUIDO SÓLIDO
DISPOSIÇÃO DOS ÁTOMOS NUM MATERIAL EM DIFERENTES ESTADOS
LIGAÇÕES ATÔMICAS:
Há 4 tipos de ligações que mantém os átomos dos sólidos sempre unidos.
1- IÔNICA
2-COVALENTE
3- WAN DER WAALS
4 – METÁLICA
LIGAÇÃO IÔNICA
• LIGAÇÃO IÔNICA: Atração mútua entre íons positivos e 
negativos (atração eletrostática)
• Exemplos: NaCl, Cloreto de Sódio: Na+ + Cl- NaCl
• MgCl2,Cloreto de Magnésio: Mg2+ +2CL- MgCl2
Na+ + Cl- NaCl
LIGAÇÃO COVALENTE (atração magnética)
Formada entre não metais compartilhamento de elétrons entre 2 
átomos
Ex: H2O e CH4
Molécula de água H2O
O: 2,6
H: 1
Molécula de Metano – CH4
C: 2,4
H:1
Camadas com nº máximo: 2,8,18,32,9,2
Ligaçãos Covalentes - Moleculares 
Ligações de Van der Waals:
Polarização eletrônica das moléculas (ligações covalentes)
baixa T de fusão e resistência mecânica, mais fraca das ligações
Ligações de
Van der
Walls
Átomos
Ligações covalentes
Devido a mobilidade dos elétrons das últimas órbitas (valência),
os metais são bons condutores de calor e eletricidade
LIGAÇÕES METÁLICAS - ELÉTRONS DE VALÊNCIA
Elétrons de valência
Átomo+elétrons das camadas mais internas
7
7 SISTEMAS CRISTALINOS E 14 REDES BRAVAIS
Cúbico
(a=b=c e α=β=γ=90°)
Tetragonal
(a=b≠c e α=β=γ=90°)
ORTORRÔMBICO
(a≠b≠c e α=β=γ=90°)
MONOCLÍNICO
(a≠b≠c e γ=β=90° e γ≠90°)
TRICLÍNICO
(a≠b≠c e α≠β≠γ≠90°)
HEXAGONAL
(a1=a2=a3≠c e
α=β=90° e γ=120°)
ROMBOÉDRICO
(a=b=c e α=β=γ≠90°)
CRISTALINO = ESTRUTURA COM ÁTOMOS ORDENADOS
CÉLULA UNITÁRIA = O MAIS SIMPLES MODELO CUJA REPETIÇÃO 
NO ESPAÇO GERA A ESTRUTURA CRISTALINA
Sistema cúbico simples
a=b=c
a= parâmetro da rede
Nenhum metal solidifica seguindo 
o sistema cúbico simples
ESTRUTURA CRISTALINA CÚBICA SIMPLES - CS
Qual a Relação de “a” com “r”?
a = parâmetro da rede
R = raio do átomo
a = 2r
Volume = a3 = 8r3
aCS = 2r
Distância atômica, angstrom, 1 Å = 10-10 m = 10-8 cm
Angstrom é a unidade de medida comumente utilizada para lidar 
com grandezas da ordem do átomo ou dos espaçamentos entre dois 
planos cristalinos
10
ESTRUTURA CRISTALINA CÚBICA SIMPLES
Parâmetro da rede
a
1/8
 Apenas 1/8 de cada átomo cai 
dentro da célula unitária, ou 
seja, a célula unitária contém 
apenas 1 átomo.
 Essa é a razão que os metais 
não cristalizam na estrutura 
cúbica simples (devido ao baixo 
empacotamento atômico)
Qual participação de cada átomo na célula unitária?
Quantos átomos existem na célula unitária?
11
ESTRUTURA CRISTALINA CÚBICO SIMPLES - CS
FATOR DE EMPACOTAMENTO, FE = VOLUME DOS ÁTOMOS
VOLUME DA CÉLULA UNITÁRIA
Parâmetro da rede
a
1/8
FE = 8 X 1/8 X 4/3 π R3
a3 
FE = 4/3 π R3 = 0,52 ou 52%
8R3
DIREÇÕES E PLANOS CRISTALOGRÁFICOS
Direção compacta
Plano compacto?
Plano compacto
(três direções compactas)
x
y
z
ESTRUTURA CRISTALINA CÚBICO SIMPLES- CS
3 direções compactas: x,y e z
Nenhum plano compacto
Quantas direções compactas e quantos planos compactos 
existem no Cúbico Simples?
Estrutura Cristalina Cúbica de Faces Centradas - CFC
a= 3,66Aº
O parâmetro da rede do Ferro puro à temperatura de 1.200ºC 
é de aproximadamente de 3,66Aº.
Relação de “a” com “R”:
(4R)2=2a2
aCFC = 4R/√2 
Ou aCFC = 4R √2 = 2R√2
√2 √2
ESTRUTURA CÚBICA DE FACES CENTRADAS - CFC
6 DIREÇÕES COMPACTAS 
(DIAGONAIS DAS FACES)
4 PLANOS COMPACTOS
Direções compactas
Planos compactos
Quantas direções compactas?
Quantos planos compactos?
FE = (8x1/8 +6x1/2) 4/3 πR3 = 0,74 ou 74%
(4R/√2)3
FE = volume dos átomos 
volume da célula unitária
Quantos átomos na célula unitária?
Resp. 4 átomos
METAIS CFC
Com tantas direções e planos compactos, o cisalhamento de 
planos atômicos ocorre com facilidade, consequentemente 
os metais “CFC” são menos resistentes, mais dúcteis, mais 
condutores de calor e de eletricidade.
• Metais “CFC” : Au, Ag, Cu, Al, Ni, Pb e Fe γ.
Sequência de Empilhamento: ABC, ABC, ABC
Azul, Amarelo e Vermelho...
Material Condutividade Elétrica [(Ω.m)-1]
Prata 6,8 x 107
Cobre puro 6,0 x 107
Ouro 4,3 x 107
Alumínio 3,8 x 107
Constantan 2,0 (S.m/mm2)
Mercúrio 1,0044 
Grafite 0,07
Fio de cobre
Tabela de Condutividades Elétricas E Resistividade
Estrutura Cristalina
Cúbica de Corpo Centrado- CCC
(4R)2=a2 + 2a2 = 3a2
a= 2,86A°
Relação de “a” com “R”:
O parâmetro de rede do 
Ferro puro, a temperatura 
ambiente, é de 2,86Aº.
aCCC = 4 R/√3
ESTRUTURA CÚBICA DE CORPO CENTRADO - CCC
Fator de Empacotamento:
FE = volume dos átomos 
volume da célula unitária
FE = (8x1/8 +1) 4/3πR3 = 0,68 ou 68%
(4R/√3)3
Direções
Compactas
SIM
Planos
Compactos
NÃO
4 DIREÇÕES COMPACTAS 
(DIAGONAIS DO CUBO)
NENHUM PLANO COMPACTO
1/8 de átomo
1 átomo inteiro
Quantas direções compactas?
Quantos planos compactos?
Quantos átomos na célula unitária?
Resp. 2 átomos
METAIS CCC
• Como se trata de um sistema com poucas direções 
compactas e nenhum plano compacto, o 
cisalhamento de planos atômicos é mais difícil, 
conseqüentemente os metais “CCC” são mais 
resistentes, menos dúcteis, menos condutores de 
calor e eletricidade.
• Metais “CCC” : W, Mo, Ta, Fe α e Tiβ
ESTRUTURA CRISTALINA HEXAGONAL COMPACTA- HC
A →
B →
A →
Sequência de empilhamento: 
AB, AB, AB...
Quantas direções compactas e planos compactos?
3 DIREÇÕES COMPACTAS
1 PLANO COMPACTO (O PLANO DA BASE)
FE = volume dos átomos ;
volume da célula unitária
FE = 0,74 ou 74%
Portanto os metais “HC” são dúcteis somente no plano da 
base e resistente em todos os outros planos (difícil de 
sofrer deformação).
Metais “HC”: Be, Mg, Zn e Tiα.
FE = 6 4/3 πr3 = 0,74
24r3√2
Tabela Periódica – Aplicações - Sistemas Cristalinos
Dos 116 elementos conhecidos hoje, 81 são metálicos
Pb nº atômico 82 Au nº atômico 79 (alquimia, pedra filosofal) 
HC CCC CFC
ALQUIMIA
• Alquimia é uma prática antiga que combina elementos 
de Química, Antropologia, Astrologia, Magia, Filosofia, 
Metalurgia, Matemática, Misticismo e Religião. 
• Existem quatro objetivos principais na sua prática. Um 
deles seria a transmutação dos metais inferiores ao ouro
A transmutação do Chumbo em Ouro
Au = 2, 8, 18, 32, 18, 1
Pb = 2, 8, 18, 32, 18, 4
SISTEMAS CRISTALINOS
(terminologia)
PORTUGUÊS ESPANHOL INGLÊS
CCC- Cúbico de Corpo 
Centrado
CC- Cúbica Centrada BCC- Body Centered
Cubic
CFC- Cúbico de Face 
Centrada
CCC- Cúbica de Caras 
Centradas
FCC- Face Centered
Cubic
HC- Hexagonal 
Compacto
HC- Hexagonal 
Compacta
HCP- Hexagonal Close 
Packed
Diamante
Diamante versos Grafite
Grafite
Ambos formados pelo elemento C
Ligações covalentes
Por que o Diamante tem propriedades mecânicas tão diferentes do grafite?
Ferro
Metais 
Titânio
Ti α Ti β
883ºC→
Fe α Fe γ
912ºC→
SiC (chega ter 20 modificações cristalinas)
Etc
Carbono (Diamante e Grafite)
Obs.: As transformações alotrópicas são acompanhadas de mudanças 
na densidade e mudanças de outras propriedades físicas
EXEMPLO DE MATERIAIS QUE EXIBEM 
POLIMORFISMO OU ALOTROPIAS
Instrumento: Dilatômetro
ALOTROPIAS DO FERRO (TRANSFORMAÇÕES DE FASE)
Te
m
pe
ra
tu
ra
 °C
Volume (mm3)
CFC
CCC
Tc
Variação brusca de volume
durante a mudança microestrutural
“É preciso 
malhar o Ferro
enquanto ainda 
está quente”.
A Metalurgia da Deformação
Deformação: Cisalhamento de planos de maior densidade atômica, 
segundo uma direção compacta
Bτ
A
Sistemas de escorregamento
CFC CCC HC{111} <110>
4x3=12 sistemas
{110} <111>
6x2=12 sistemas
Plano Basal
{0001} <1120>
1x3=3 sistemas
DEFORMAÇÕES DOS METAIS
(a) Tração (b) Compressão 
Metal Tensão máx. teórica
(N/mm2)
Tensão máx. medida
(N/mm2)
Ferro puro 137.900 344
Alumínio puro 34.475 69
Cobre puro 68.950 172
30
IMPERFEIÇÕES CRISTALINAS
Prof.: Antonio Fernando de Carvalho Mota
Auto-intersticialLacunas Intersticial Pequeno
MICROSCÓPIO
DISCORDÂNCIA (“DISLOCATION”) 
DEFEITOS DE LINHA
DISCORDÂNCIAS EM CUNHA OU EM ARESTAS
O circuito não se fecha. 
O vetor necessário para fechar o circuito é o 
vetor de Burgers b, que caracteriza a 
discordância.
Neste caso b é perpendicular a discordância.
Movimento de Defeito em linha intracristalino
responsável pela deformação plástica de metais.
MOVIMENTAÇÃO DE DISCORDÂNCIS (ESCORREGAMENTO)
Movimentação de discordâncias
O esforço para arrastar um tapete é menor, 
restringindo-se a região em movimento.
CARACTERÍSTICAS DAS DISCORDÂNCIAS
Análogo a movimentação de uma lagarta
Atração e
aniquilamento
DISCORDÂNCIAS : ESFORÇOS ENVOLVIDOS
Regiões de tração e compressão
ao redor da discordância
Interação entre discordâncias
Repulsão
INTERAÇÕES 
ENTRE 
DISCORDÂNCIAS
Regiões de tração (clara) e
de compressão (escura) em
uma discordância em cunha
Compressão
Tensão 
DISCORDÂNCIA HELICOIDAL OU ESPIRAL
O vetor de Burgers b é paralelo à linha 
de discordância em uma discordância 
em espiral.
FORMAÇÃO DE DISCORDÂNCIA POR CISALHAMENTO
(a) Discordância em Cunha → Movimento na direção da tensão;
(b) Discordância Helicoidal → Movimento normal a direção da tensão; 
(c) Discordância Mista
Direção do movimento
(a) Cunha: Mov. na direção da tensão
(b) Hélicoidal: Mov. normal a direção da tensão
O efeito final é o mesmo
(b) 
(b) 
FORMAÇÃO DE DISCORDÂNCIA POR CISALHAMENTO
(a) (b) (c)
Discordância mista num cristal. 
A discordância, de linha AB, é parafuso no 
ponto A, à esquerda, em que entra no cristal e 
cunha no ponto B, à direita, onde sai do 
cristal
Deformação Plástica do alumínio 
– Estampagem profunda
Diagrama esquemático de interação entre (a) discordância-discordância e 
(b) discordância-partícula
MOVIMENTAÇÃO DE DISCORDÂNCIAS
Depois de um tratamento de 
envelhecimento as discordâncias 
são ancoradas por uma nuvem
de impurezas
39
O material deformado a frio apresenta ENCRUAMENTO, 
representado pelo aumento do limite de escoamento.
Descarregamento, obtendo aumento de comprimento 
(deformação plástica) e consequentemente aumento 
da densidade de discordâncias.
Deformação até ~8%, em tração uniaxial
ENSAIO DE TRAÇÃO – LIMITE DE ESCOAMENTO - ENCRUAMENTO
Escoamento descontínuo e “Bandas de Lüders”
Deformação plástica, durante o 
patamar de escoamento 
descontínuo, ocorre em bandas
CARACTERÍSTICAS DAS DISCORDÂNCIAS
Material deformado
 5% da energia é retida na forma de energia de 
deformação associada a discordâncias.
 95% da energia é dissipada na forma de calor.
DEFORMAÇÃO PLÁSTICA:
Durante a deformação 
plástica, há aumento da 
densidade de discordâncias.
Quanto maior a densidade de 
discordâncias, maior a chance 
de interações entre estas, 
bloqueando seu movimento.
Assim, 
QUANTO MAIOR A 
DEFORMAÇÃO PLÁSTICA 
APLICADA A UM METAL, 
MAIOR A DIFICULDADE 
EM CONTINUAR ESTA 
DEFORMAÇÃO.
IMPERFEIÇÕES ESTRUTURAIS
Fonte: Prof. Eleani Maria da Costa – DEM/PUCRS
Densidade de discordância : Comprimento de discordâncias (milimetros)
Volume de material (milimetro3)
Metais recozidos e cuidadosamente preparados: 103 mm-2
Metais altamente deformados: entre 109 e 1.010 mm-2 (1000 km em 1 mm3)
(1 mm3 de Cu apresenta 8.493.1019 átomos)
Metais deformados e submetidos a tratamento térmico:105.106 mm-2
UNIDADE DE DENSIDADE DE DISCORDÂNCIA
O QUE É TENSÃO DE CISALHAMENTO
Tensão de Cisalhamento é uma tensão gerada por forças aplicadas 
em sentidos opostos. A seguir podemos ver um parafuso que foi
Submetido a uma tensão de cisalhamento
O estudo do cisalhamento é de extrema importância, pois envolve 
a segurança da estruturas, por exemplo. É o caso do parafuso 
apresentado acima: o material não foi bem dimensionado para a 
necessidade, ou o material não foi o indicado, por isso sofre o 
cisalhamento e poderia se romper, colocando em risco a estrutura 
que estivesse.
MECANISMOS DE DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
Deformação por
Maclação
Deformação por 
Discordâncias
Twin
planes
Twin
Slip
plane
ττ
ττ
O seu aparecimento está geralmente associado com a presença de:
- Tensões térmicas e mecânicas
- Impurezas. Etc.
FRATURA POR CLIVAVEM 
Várias discordâncias paralelas sob tensão, podem produzir uma 
pequena trinca
(A) (B)
If a number of edge dislocations of the same sign
Are forced together, a smail cracklike defect results.
Basal plane
Cleavage of zinc crystal
Cleavage
crack(B)(A)
wedge
O “caldo de átomos” Temperatura > 1500o C
SOLIDIFICAÇÃO
Pequenos cristais
começam a solidificar
R
es
fr
ia
m
en
to
 
Resfriamento mais lento = Cristais maiores
Grãos ou Cristais solidificados
R
es
fr
ia
m
en
to
 
Os grãos podem ser observados melhor com auxílio de um
microscópio metalográfico.
AVALIAÇÃO
QUE TIPO DE SOLUÇÃO SÓLIDA 
O CARBONO FORMA COM O FERRO?
FERRITA
Ferro α
AUSTENITA
Ferro γ
CFC CCC
A – Solução sólida 
Substitucional
Átomos de solvente (Ni)
Átomos de soluto (Cu)
B – Solução sólida 
Intersticial
Átomos de solvente (Fe)
Átomos de soluto (C)
TIPOS DE SOLUÇÕES SÓLIDAS (LIGAS METÁLICAS)
SOLUÇÕES SÓLIDAS SUBSTITUCIONAIS
SOLUÇÕES SÓLIDAS INTERSTICIAIS
Ex. Ni no Cu
RNi = 1,246 A
RCu = 1,278 A
Ex. C no Fe
RFe = 1,241 A (solvente)
RC = 0,77 A (sóluto)
LIMITES DE SOLIBILIZAÇÃO
Soluto Solvente Relação de raios Solubilidade máxima
% em peso % atômica
Ni Cu 1,246/1,278 = 0,98 100 100
Al Cu 1,431/1,278 = 1,12 9 19
Ag Cu 1,444/1,278 = 1,14 8 6
Pb Cu 1,750/1,278 = 1,37 nil. nil.
100
50
0
1,0 1,15 1,3So
lu
bi
lid
ad
e 
m
áx
im
a,
át
om
os
 %
Quociente de raios, elemento de liga/cobre
Ni
Pt
Au
Al Ag Pb
Ouro branco 18K
Para se obter ouro branco 18K 
Acrescenta-se ao ouro (Au) 24K: 16,66% de paládio (Pd) + 16,66% de 
prata (Ag) 
• Fonte: Cracco Jóias
Quilatagem Conteúdo de Ouro Pureza
24K 100% 999 mil/milésimos 
18K 75% 750 mil/milésimos
Anel cartier em ouro branco com uma 
pérola branca e 10 pedras abrilhantadas
Ouro puro + prata e cobre = ouro amarelo
Ouro puro + cobre, prata e zinco = ouro vermelho
Ferrita é uma solução sólida do Carbono no Ferro na estrutura CCC
SOLUÇÕES SÓLIDAS INTERSTICIAIS Fe-C
Na temperatura ambiente a solubilização 
do Carbono no Ferro é de 
1 átomo de Carbono para 108 átomos de Ferro
Qual a maior quantidade 
de Carbono dissolvida 
na Ferrita? 
C
Fe
SOLUÇÕES SÓLIDAS INTERSTICIAIS Fe-C
Austenita é uma solução sólida do Carbono no Ferro na estrutura CFC
A 1.147°C a Austenita pode 
dissolver até 2% em peso de Carbono
(9% em átomos)
Fe
C
COMPOSTO INTERMETÁLICO Fe3C
• CEMENTITA – composto intermetálico do C no Fe 
na estrutura ortorrômbica.
• Também conhecida como Carbeto de Ferro (Fe3C) 
tem 6,67%C em peso.
• Estrutura do Carbeto de Ferro (Fe3C): A célula 
unitária é ortorrômbica, com 12 átomos de Ferro e 
4 átomos de Carbono. 
AUSTENITA → PERLITA
PERLITA = agregado formado por Ferrita e Cementita
No digrama de fases a Perlita é composta de 88% de Ferrita
e de 12% de Cementita
DECOMPOSIÇÃO DA AUSTENITA NO PONTO EUTETÓIDE
723 Co
 + Cementitaγ
α + Cementita
α + γ
α
γ
Teor de Carbono
FERRITA
até 0,2% de C
AUSTENITA
até 2,0% de C
O QUE ACONTECE COM O CARBONO?
0,022%C
X
CEMENTITA - Fe C3
FERRITA
CFC
CCC
SOLUÇÕES SÓLIDAS INTERSTÍCIAIS
Arranjo tetraedro
(4 átomos vizinhos)
Interstícios 
octaédricos
HC
CFC CCC
Obs.: Há o dobro de vazios tetraédricos do que octaédrico
Arranjo octaedro
(6 átomos vizinhos)
TAMANHO DE GRÃO – PRINCIPAL VARIÁVEL METALÚRGICA
MEDIÇÃO DO TAMANHO DE GRÃO (T.G.):
N = 2 n-1 
onde:
N = número de grãos/ pol2 com aumento de 100 vezes
n ou G= número de Tamanho de Grão ASTM (1 ≤ n ≤ 12)
(a) Grain Size, n=1 (b) Grain Size, n=4
Quanto maior o número menor o
Tamanho de Grão da amostra Existem vários softwares comerciaisde simulação e determinação do 
tamanho de grão
Determinação do TG através
da análise de imagem
Metalografia
Equação de Hall-Petch
Equação de Hall-Petch, “σy” é o Limite de Escoamento, 
“d” é o tamanho médio dos grãos, 
“σo” e “ky” são constantes do material.
Refino de Grão – Redução do tamanho médio dos grãos, 
mecanismo de endurecimento. 
(Principal variável metalúrgica)
σy = σo + ky
√d
64
Monocristal e Policristal
Monocristal: Material com apenas uma 
orientação cristalina, ou seja, que contém 
apenas um grão
Policristal: Material com mais de uma orientação 
cristalina, ou seja, que contém vários grãos
Lingote de alumínio policristalino
Contorno
de grão
Ângulo de 
desalinhamento
Ângulo de 
desalinhamento
Alto ângulo
Baixo 
ângulo
CONTORNO DE GRÃO DE ALTO E BAIXO ÂNGULO ÂNGULO
Ângulos de 
desalinhamento: 
Em função do 
desalinhamento dos planos 
atômicos entre os grãos 
adjacentes, pode-se distinguir 
os contornos de grão de 
baixo e alto ângulo.
OBRIGADO
USINAGEM DOS METAIS
(RESUMO) 
Prof.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota
Engenheiro Mecânico e Metalúrgico
USINAGEM X MÁQUINAS OPERATRIZES
USINAGEM É A
INTERAÇÃO ENTRE A
FERRAMENTA E A PEÇA
MÁQUINAS OPERATRIZES É 
A INTERAÇÃO ENTRE A
FERRRAMENTAS E A MÁQUINA
PROCESSOS MECÂNICOS DE USINAGEM
TERMINOLOGIA E CLASSIFICAÇÃO
TORNEAMENTO CÔNICO EXTERNO
TORNEAMENTO CILÍNDRICO INTERNO
TORNEAMENTO CÔNICO INTERNO
TORNEAMENTO DE FACEAMENTO INTERNO
PERFILAMENTO RADIAL INTERNO
ROSCAMENTO EXTERNO
SEQUÊNCIA DE FABRICAÇÃO DO PEÃO
1. Operação de desbaste 2. Acabamento do perfil 3. Sangramento
COMUNICAÇÃO DE INFORMAÇÕES TÉCNICAS
(Confecção de um equipamento ou peça)
• A palavra dificilmente transmite a 
idéia da forma de uma peça.
• A peça nem sempre pode servir de 
modelo.
• A fotografia não esclarece os 
detalhes internos da peça.
O DESENHO TRANSMITE TODAS AS IDÉIAS DE FORMA E 
DIMENSÕES DE UMA PEÇA, E AINDA FORNECE UMA SÉRIE DE 
INFORMAÇÕES COMO:
• O material de que é feita a peça;
• O acabamento das superfícies;
• A tolerância de suas medidas;
• A simbologia de soldagem e de END;
• O tratamento térmico e outras.
ACABAMENTO NA USINAGEM:
Guindaste – Fabricação Humberto Ramos
PRECISÃO E EXATIDÃO:
A META É PRECISO E EXATONão Preciso 
e não Exato
Não Preciso
mas Exato, 
Preciso
e Exato 
Preciso mas
não Exato 
APLICAÇÃO DE USINAGEM
Precisão e Acabamento
Tolerâncias e Ajustes
Por que é mais fácil usinar um eixo do que um furo?
17
(a) (b)
AVALIAÇÃO
Resp.: O torneamento é mais rápido, preciso e com 
a mesma ferramenta, ao contrario da furação
FURO BASE (“FURO PADRÃO”)
• A linha zero constitui o limite inferior da tolerância do furo
• Os furos H são os elementos básicos deste sistema
SISTEMA DE TOLERÂNCIAS E AJUSTES
MOVIMENTO DAS MÁQUINAS OPERATRIZES:
1. Movimento de preparação;
2. Movimento principal ou de corte (sempre automático);
3. Movimento secundário ou de avanço (automático ou não).
MOVIMENTO EFETIVO
Cálculo da Velocidade de Corte:
15/05/2017 20
Vc = π.d.n
1000 
n1
n2
n3
d
Vc
Onde: Vc = velocidade de corte (m/min)
d = diâmetro da peça (mm)
n = rotação da peça (rpm
ábaco
Velocidade de corte econômica
15/05/2017 21
Parâmetros de corte
15/05/2017 22
Parâmetros de usinagem- Geral: 
velocidade de corte, avanço e profundidade de corte
Vc = π.d.n 
1000 
ap
onde:
d = diâmetro mm
n = rotação RPM
Vc = vel. corte m/min.
Vc = n.π/1000.d n1
n2
n3
d
Vc
Gráfico de Velocidade de corte, diâmetro e RPM.
15/05/2017 24
RPM
PARÂMETROS DE USINAGEM
• Como variar a rotação?
• Como variar o avanço?
• Como variar o passo da rosca?
• Como variar a profundidade de corte?
25
Mudança de rotação (n = 1000vc/πd)
• Depois de parar o torno, movimentar as alavancas das 
engrenagens deslocáveis do cabeçote
26
CABEÇOTE FIXO
Número de velocidades do eixo árvore 12
Gama de velocidades Rpm. 16 ~ 1600
alavancas
Cabeçote Fixo 
Em ferro fundido especial e com nervuras internas 
proporcionando grade robustez, Árvore assenta-se sobre 
rolamentos cônicos de precisão, engrenagens 
construídas em aço especial temperadas, e retificada
27
Variador de Avanço ou Passo – Chaveta deslizante
Caixa de roscas e avanços: Eixos montados 
sobre rolamentos e engrenagens tratadas 
termicamente
Avental: Os eixos são apoiados sobre 
rolamentos e engrenagens tratadas 
termocamente
Alavancas de 
Roscas e avanços
Recâmbio
Caixa de roscas e avanços
Vara
ou
Fuso 
Chaveta
deslizante
Variação da profundidade de corte 
(Anel graduado)
Divisões proporcionais ao passo do fuso.
Isso significa que, quando se dá uma volta completa no 
anel graduado, o carro da máquina é deslocado a uma 
distância igual ao passo do fuso.
29
A = pf
nºdiv.
Onde: A = aproximação do anel graduado
pf = passo do fuso
30
Cálculo da Aproximação do Anel graduado 
ou o Deslocamento para cada divisão do anel
APLICAÇÃO 
• Calcule quantas divisões (x) devem ser avançadas em um anel graduado 
de 200 divisões para se tornear uma superfície cilíndrica de diâmetro 50 
mm, para deixá-la com 43 mm, sabendo que o passo do fuso é de 5 mm. 
• Para calcular a penetração da ferramenta use
pn = D - d
2
a) Cálculo da penetração:
D = 50
d = 43
pn = D - d
2 
pn = 50 – 43 = 3,5mm
2
b) Cálculo da aproxímação, A = pf/nº div. = 5mm/200div. = 0,025mm por 
divisão.
c) Cálculo de x = 3,5mm/0,025mm por divisões = 140 divisões.
31
∅
D
pn
∅
d
TODAS AS FERRAMENTAS DE CORTE SÃO
COMPOSTAS POR UMA MAIS CUNHAS DE CORTES
Talhadeira 
cunha
Fita de serra
cunha
cunha
Lima 
cunha
Ferramenta de torno
cunha
Fresa 
cunha
cunha
Rebolo 
GEOMETRIA DA CUNHA DE CORTE
αa
βn
Ɣn
α = ângulo de incidência
β = ângulo de cunha
Ɣ= ângulo de saída
Gume principal de corte
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS DE FERRAMENTAS
R
es
is
tê
nc
ia
 a
o 
D
es
ga
st
e
Ve
lo
ci
da
de
 d
e 
C
or
te
D
ur
ez
a 
à 
qu
en
te
AVALIAÇÃO: QUAL É A MÁQUINA?
 Peça com movimento principal e ferramenta 
com movimento de avanço:
Ex. Tornos 
Ex. Plainas de mesa
 Peça com movimento de avanço e Ferramenta 
com movimento principal:
AVALIAÇÃO: QUAL É A MÁQUINA?
Ex. FresadorasEx.Plainas limadoras 
 Peça fixa e Ferramenta com movimento principal 
e avanço.
• Ex. Furadeiras:
AVALIAÇÃO: QUAL É A MÁQUINA?
PRINCIPAIS PARTES DE UM TORNO PARALELO OU UNIVERSAL
39
Distância entre ponta 
A
ltu
ra
 d
as
 p
on
ta
Porta-ferramentas
fig.a fig.b
PLACA UNIVERSAL 
ACESSÓRIOS
Qual a dificuldade de se abrir um furo no torno paralelo?
AVALIAÇÃO
Furação no torno
Resposta: O avanço é manual
AVALIAÇÃO
Como deve ser fixado no Torno uma barra bruta de 
aço com diâmetro de 1” e comprimento de 2m? 
41
 Torno com distância entre pontas de 2m ou maior
 Fixação de Barra bruta na Placa e Ponto
AVALIAÇÃO
Como deve ser fixado no Torno uma barra pré-usinada
de aço com diâmetro de 1” e comprimento de 2m? 
42
 No caso da barra pré-usinada 
Seja flexível: 
 Fixação de Barra pré-usinada 
entre pontas e Luneta móvel
• Torno com distância entre pontas de 2m ou maior
• Fixação da Barra pré-usinada: Entre pontas 
Placa de arrasto com pino
Ponta Contraponta
Segue o movimento da Ferramenta
Luneta móvel ou Seguidora
LUNETA MÓVEL 
AVALIAÇÃO
Caso a barra de aço tenha comprimento de 3m, é 
possível tornear uma em um Torno com distância 
entre pontas de 2m?
44
Distância entre ponta = 2m 
Barra com comprimento de 3m
RESPOSTA
Fixação: Placa e Luneta fixa
Sem a contra-ponta → Dificuldade 
para centrar 
45
Luneta fixa
46
LUNETAS
luneta fixa
luneta móvelLuneta móvel
Luneta fixa
AVALIAÇÃO
É possível tornear uma roda de 700mm em um Torno 
cujo diâmetro máximo sobre o barramento é de 500mm?
47
Distância entre ponta 
A
ltu
ra
 d
as
 p
on
ta
 =
 5
00
m
m
∅
=7
00
m
m
RESPOSTA
Utilizando um Torno com cava, 
diâmetro admissível sobre cava 
de 800mm
48
Torno Mecânico Marca Imor Modelo MIN 
Todo Engrenado. Comprimento Entre 
Pontas 1500 mm X Diâmetro Sobre o 
Barramento 410 mm + Cava 550 mm.
Não atende, diâmetro torneável sem cava
menor que 800 mm
TORNO REVÓLVER
49
Permite o uso de várias ferramentas 
para realizar as operações em forma 
ordenada e sucessiva, a “torre 
revólver”.
Com pinças para materiais 
redondos/quadrados
Embreagem dupla que permite troca 
de velocidade sem parar o torno
AVALIAÇÃO
Qual a diferença entre torneamento cilíndrico 
externo e mandrilamento cilíndrico?
50
Mandrilamento cilíndrico
Torneamento cilíndrico externo
Resposta: No torneamento quem gira é a peça 
e no mandrilamento quem gira é a ferramenta
MANDRILADORA - PEÇAS GRANDES
51
ACESSÓRIOS STANDARD 
• Réguas Lineares para Leitura Digital nos 3 eixos
• Indicador Digital Programável
• Sensor Indexador de Mesa Giratória
• Luminária de Trabalho
• Proteção Telescópica nos eixos X e Z
• Manual de Instrução
ACESSÓRIOS OPCIONAIS
• Placa de Facear Removível
• Suporte para Eixo Árvore
• Cabeçote Universal
Peça
Mandriladora/ferramenta 
MANDRILADORA HORIZONTAL CNC
52
Mandrilamento esférico
Mandrilamento de superfícies 
especiais
AVALIAÇÃO
É possível executar mandrilamento
cilíndrico no Torno?
53
Haste com ferramenta micrométrica Peça grande (bloco) 
METROLOGIA DIMENSIONAL – RETÍCA DE MOTORES
54
TORNO COPIADOR 2D
55
DEVER DE CASA:
COMO FUNCIONA
O COPIADOR 3D?
PRODUTIVIDADE – USO DE PLACA PNEUMÁTICA
56
Placa universal 3 castanhas Placa autom.-Pneumática c/ cilindro 
integrado
57
TRABALHO DE PESQUISA COM ELEMENTOS DE 
MÁQUINAS
• O Torno paralelo suporta o peso de uma peça com o diâmetro 
máximo e comprimento máximo? A peça não sendo oca é 
provável que não.
• Qual o peso máximo que um torno paralelo suporta?
• Sugestão observar a capacidade de carga de seus rolamentos:
• 1- Verificar o tipo de rolamento – Ex. autocompensador de rolos;
• 2- Medir os diâmetros do rolamentos e largura;
• 3- Consultar a capacidade de carga no catálogo do fabricante. 58
Esferas 
p/ maiores rotações
Rolos
p/ maiores cargas
PEÇAS DE GRANDES DIMENSÕES 
OU GRANDES PESOS
59
TORNO FRONTAL OU PLATÔ – Peças de 
grandes diâmetros e de pouca espessura
60
Torno Frontal usado
TORNO VERTICAL – Peças de grandes dimensões e muito pesadas 
que não poderiam ser fixadas em um torno paralelo
61
Os tornos verticais, com eixo de rotação vertical, são empregados para tornear
peças de grande tamanho, como volantes, polias, rodas dentadas, etc., as quais
por seu grande peso, podem ser montadas mais facilmente sobre a plataforma
redonda horizontal que sobre uma plataforma vertical.
BIBLIOGRAFIA
62
Preço: R$ 105,03
EIXO BASE (“EIXO PADRÃO”)
• A linha zero constitui o limite superior da tolerância do eixo
• Os eixos h são elementos básicos deste sistema
SISTEMA DE TOLERÂNCIAS E AJUSTES
Virabrequim 
Cambotas 
Moentes 
Munhões
Como é feito o torneamento
de peças excentricas?
1
1
TRATAMENTOS TÉRMICOS
Prof.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota
Engenheiro Mecânico e Metalúrgico
O QUE É TRATAMENTO TÉRMICO?
Operação ou conjunto de operações realizadas no estado 
sólido compreendendo o aquecimento, a permanência em
determinadas temperaturas e resfriamento, realizados 
com a finalidade de conferir ao material determinadas 
características.
NBR 8653
COMO SÃO REALIZADOS OS 
TRATAMENTOS TÉRMICOS?
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (º
C
)
log tempo (s)
a)Velocidade de aquecimento:
b)Temperatura de patamar e tempo de permanência na temp. (encharque);
c)Velocidade de resfriamento; d) Atmosfera do forno.
727ºC
900ºC
(d) Atmosfera do Forno: Oxidante
Redutora
Neutra (argônio) 
Vácuo
α
Ac1
Acm
Zona crítica
Ciclo térmico de aquecimento e resfriamento realizado no estado sólido 
com a finalidade de conferir ao material determinadas características.
QUAL A FINALIDADE DOS 
TRATAMENTOS TÉRMICOS
Alterar as microestruturas e como consequência as propriedades
mecânicas das ligas metálicas.
4
MICROESTRUTURAS X PROPRIEDADES MECÂNICAS 
Em geral, a melhora de uma ou mais propriedades, mediante 
um determinado tratamento térmico, é conseguida com prejuízo de 
outras.
Ex.: O aumento da resistência à tração e da dureza provoca a 
diminuição da ductilidade.
Tensão
Temperado
Revenido
Recozido
Deformação 
PRINCIPAIS OBJETIVOS DOS TRATAMENTOS TÉRMICOS
• Remoção de tensões internas (oriundas de esfriamento 
desigual, trabalho mecânico ou outra causa);
• Aumento ou diminuição da dureza;
• Aumento da resistência mecânica;
• Melhora da ductilidade;
• Melhora da usinabilidade;
• Melhora da resistência ao desgaste;
• Melhora das propriedades de corte;
• Melhora da resistência à corrosão;
• Melhora da resistência ao calor;
• Modificação das propriedades elétricas e magnéticas.
PRINCIPAIS TRATAMENTOS TÉRMICOS:
1- RECOZIMENTO
Austenitizar e resfriar a lentamente (forno desligado).
Obtenção de estruturas de equilíbrio
Um aço pode encontrar-se num estado fora do equilíbrio e (ou) com 
heterogeneidades estruturais devido a tratamentos térmicos ou 
mecânicos anteriores.
OBJETIVO: Obter a estrutura de equilíbrio
• EX.S: Segregações durante o processo de 
solidificação
• Encruamento por deformação a frio
• Tensões residuais de soldadura, etc...
APLICAÇÕES DO RECOZIMENTO
Recozimento
0,76
A1
A3
Acm
TRATAMENTOS TÉRMICOS
2- NORMALIZAÇÃO 
Austenitizar e resfriar ao ar.
OBJETIVOS:
Além de obter a estrutura de 
equilíbrio reduz o tamanho de grão.
Forno Contínuo
Esferoidização ou coalescimento
3) Objetivo esferoidizar os carbonetos do material 
facilitando a usinagem ou deformação plástica de aços 
de médio e alto carbono.
GRÁFICO DA ESFEROIDIZAÇÃO
Photomicrograph of a steel
having a spheroidite microstructure. 
The small particles are cementite; the
continuous phase is ferrite. 1000.
Perlita
+
Cementita
Ferrita
+
Cementita
TRATAMENTOS TÉRMICOS
4- TÊMPERA
Somente para aços com %C> 0,4 (temperáveis)
Austenitizar e resfriar bruscamente para obter a estrutura Martensita.
OBJETIVO: Aumentar a resistência mecânica, a resistência ao 
desgaste, a resistência a fadiga e a elasticidade
Te
m
pe
ra
tu
ra
 °C
Tempo (s)
ZC
TRATAMENTOS TÉRMICOS
5- REVENIMENTO
O aço antes deve ser temperado.
• Elimina tensões internas da têmpera,
diminui o limite de escoamento e
aumenta em muito a ductilidade.
Forno tipo poço para revenimento
Forno de revenimento e recozimento.
TEMPERATURA DE REVENIDO
D
U
R
EZ
A 
R
O
C
K
EL
L 
C
TEMPERATURA DE REVENIMENTO, °C
R
ES
IS
TÊ
N
C
IA
 A
O
 C
H
O
Q
U
E
C
H
A
RP
Y 
-J
O
U
LE
Martelo feito com martensita revenida
Cinzéis feitos com martensita revenida
TÊMPERA SEGUIDA DE REVENIMENTO
Operação de têmpera com posterior revenimento
Martensita
Martensita Revenida
Recoziment
o total ou 
pleno
Recozimento 
e Têmpera
RESUMO DOS TRATAMENTOS TÉRMICOS NO DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO
Curvas TTT (Transformação-Temperatura-Tempo) 
A1
A3
Acm
P
HIPOEUTETÓIDE
%C < 0,76
HIPEREUTETÓIDE
%C > 0,76EUTETÓIDE, %C= 0,76
Cementita
Perlita
Bainita
γ +γ +
18
CURVA TTT PARA O AÇO EUTETÓIDE
Temperatura de austenitização γ
α+Fe3C
↓
Perlita
-Como a martensita não envolve difusão, a sua formação ocorre instantaneamente 
(independente do tempo, por isso na curva TTT a mesma corresponde a uma reta).
Martensita
TRATAMENTOS 
TÉRMICOS PARA AÇOS 
HIPOEUTETÓIDES
Recoziment
o
Normalização
Têmpera 
ResfriamentoAquecimento 
Temperatura
Tempo
Ferrita + Austenita
Perlita
Bainita
Ac1
Ac3
Temperatura
Tempo
AquecimentoResfriamento
Recozimento
Normalização
Têmpera 
Acm
Ac1
Perlita
Bainita
Cementita + Austenita
TRATAMENTOS TÉRMICOS 
PARA AÇOS 
HIPEREUTETÓIDES
 Teor de carbono e elementos de liga 
(Composição química);
 Tamanho do Grão da Austenita;
 Falta de homogeneização da Austenita.
FATORES QUE AFETAM A POSIÇÃO
DAS CURVAS “TTT “NOS AÇOS
INFLUÊNCIA DO TAMANHO DE GRÃO
N= Número de grãos por 
pol2 ou mm2
n ou G = Número ASTM 
do T.G. Grão n°1 Grão n°2
Grão n°3 Grão n°4
No entanto deve-se evitar tamanho de grão da
austenita muito grande porque:
 Diminui a tenacidade
 Gera tensões residuais
 É mais fácil de empenar
 É mais fácil de ocorrer fissuras
Curva TTT x Curva TRC 
Linha fina = Transformação Isotérmica
Linha grossa = Transformação em Resfriamento Contínuo
Superposição de Curvas 
de Transformação:
COLPAERT
Curvas de Transformação em Resfriamento Continuo (TRC)
ou Contínuos Cooling Transformation (CCT)
TRC - Transformação em Resfriamento Continuo 
Vel. Crítica para têmpera 
≥ 140°C/s
Vel. Crítica para não temperar 
≤ 35°C/s
Curvas de Transformação Resfriamento Contínuo - TRC
Estado de agitação do 
meio de resfriamento
Ar Óleo água salmoura
Nenhuma 0,02 0,25 a 0,30 1,0 2,2
Moderada - 0,35 a 0,40 1,2 a 1,3 -
Violenta 0,08 0,8 a 1,10 4,0 5,0
SEVERIDADE DE RESFRIAMENTO “H” (TÊMPERA)
Aço eutetóide Aço hipereutetóideAço hipoeutetóide
Ac3 Ac3 = Ac1 Acm
Ac1 Ac1Ac1
z.c.
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (º
C
)
0,4°C 0,8°C 0,9°C 
Temperabilidade - Ensaio Jominy
Corpo de prova de ∅1”x4”
Dispositivo Jominy para 
determinação da 
temperabilidade dos aços
Temperabilidade - Ensaio Jominy
PROFUNDIDADE DE ENDURECIMENTO → ENSAIO JOMINY
Aços com a mesma quantidade de carbono (0,45%C) e 
temperabilidade diferentes por causa da influência dos 
elementos de liga
Aço temperado
Microestrutura: Martensita – aspecto acicular
Ampliação: 1000 vezes
Ataque: reativo de nítal.
CARBONO EQUIVALENTE
Carbono equivalente é um numero empírico que mede a 
temperabilidade ou soldabilidade:
CE = C + (Mn)/6 + (Cr+Mo)/5 + (V+Ni+Cu)/15
Fórmula do Welding Institute, onde:
Análise dos resultados:
CE < 0,4 não é temperável e de fácil soldagem;
CE > 0,4 é temperável e exige cuidados especiais na 
soldagem.
Símbolo Nome
Mn manganês
Cr Cromo
Mo Molibdênio
V Vanádio
Ni Níquel
Cu Cobre
DEFINIÇÃO DE AÇO RÁPIDO
• São aços de corte rápido ou, simplesmente, aços rápidos. 
• Esse termo, que descreve sua habilidade de cortar metais 
"rápido", é usado desde 1940 quando a ferramenta de aço 
predominante era a de alto teor de carbono e não era capaz de 
cortar em altas velocidades. 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA:
18% de tungstênio (W);
4% de cromo (Cr);
1% de vanádio (V);
Em outros tipos de aço, intervêm 
também: Mo (molibdênio) e Co (cobalto)
D
U
R
EZ
A 
100°C 700°C
TEMPERATURA DE REVENIMENTO
AÇO